(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転する動翼を有して、回転軸を中心とする同心円状の渦流を生成する攪拌部と、
上記攪拌部の上記回転軸の方向の一方の第１面に面すると共に、この第１面との間に隙間を有し、この隙間を隔てて配置される被冷却体と、
上記攪拌部に、その攪拌部の外周部の近傍から空気を流入させる空気流入口と、
上記攪拌部の外周部の近傍からの空気を排出する空気排出口と、
上記攪拌部の上記動翼の回転により形成される空気の上記攪拌部の周方向の渦流を上記攪拌部から分離する分離部と
を備え、
上記空気流入口から流入した空気が、上記攪拌部の中心を通らないで、上記渦流となって、上記攪拌部の周方向に流れると共に、上記隙間を上記被冷却体の表面に沿って流れて、上記空気排出口から流出することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
上記攪拌部の回転軸の方向の他方の第２面に面するケーシングを備え、このケーシング内に上記攪拌部と上記被冷却体とが格納されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷却装置において、
上記分離部を２つまたは３つ有することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の冷却装置において、
上記攪拌部は、回転円板部を備え、この回転円板部に上記動翼が固定されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の冷却装置において、
上記攪拌部の上記動翼が、上記攪拌部の中心から径方向に放射状に延びていることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の冷却装置において、
上記動翼の回転方向の前面が凹面であることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
複数の回転する動翼を有して、回転軸を中心とする同心円状の渦流を生成する攪拌部と、
上記攪拌部の上記回転軸の方向の一方の第１面に面する被冷却体と、
上記攪拌部に、その攪拌部の外周部の近傍から空気を流入させる空気流入口と、
上記攪拌部の外周部の近傍からの空気を排出する空気排出口と、
上記攪拌部の上記動翼の回転により形成される空気の上記攪拌部の周方向の渦流を上記攪拌部から分離する分離部と
を備え、
上記空気流入口から流入した空気が、上記攪拌部の中心を通らないで、上記渦流となって、上記攪拌部の周方向に流れて、上記空気排出口から流出すると共に、
上記空気排出口から排出されるべき空気、または、上記空気排出口から排出された空気にイオンを放出するイオン発生部を備えることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却装置としては、特開平１１−３３０７５３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この冷却装置は、軸流ファンを備え、この軸流ファンの軸方向の一方から吸い込んだ空気を、上記軸流ファンの軸方向の他方から、冷却フィンに軸方向に吹き付け、その後、この冷却フィンに沿って径方向に排出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の冷却装置では、軸流ファンからの軸方向の空気の流れを被冷却体である冷却フィンに軸方向に吹き付けて、その後、空気を径方向に排出しているため、方向転換による圧力損失が大きく、また、被冷却体である冷却フィンに空気がぶつかって方向を変えるため大きな騒音が生じるという問題があった。
【０００５】
また、上記従来の冷却装置は、図１８，図１９に示すように、空気の入口側の流線が、軸流ファン６１の前縁部６２に対し常に垂直であるので，空気中の塵埃や昆虫あるいは鳥の羽根等の異物６３が、流体力による圧力で前縁部６２に圧しつけられていた。さらに、直径約１００ｍｍ以下の軸流ファンにおいては、図１９に示すように、軸芯近傍の動翼６４の翼間が狭いため、前縁部６２に塵埃等６３が蓄積されて、軸流ファン６１の動バランスが悪化すると共に、軸流ファンにより吐出される風量が激減し、冷却装置の冷却能力が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、圧力損失が少なく、騒音が小さく、塵埃や昆虫等の異物が付着しにくい冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の冷却装置は、
複数の回転する動翼を有して、回転軸を中心とする同心円状の渦流を生成する攪拌部と、
上記攪拌部の上記回転軸の方向の一方の第１面に面すると共に、この第１面との間に隙間を有し、この隙間を隔てて配置される被冷却体と、
上記攪拌部に、その攪拌部の外周部の近傍から空気を流入させる空気流入口と、
上記攪拌部の外周部の近傍からの空気を排出する空気排出口と、
上記攪拌部の上記動翼の回転により形成される空気の上記攪拌部の周方向の渦流を上記攪拌部から分離する分離部と
を備え、
上記空気流入口から流入した空気が、上記攪拌部の中心を通らないで、上記渦流となって、上記攪拌部の周方向に流れると共に、上記隙間を上記被冷却体の表面に沿って流れて、上記空気排出口から流出することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、上記攪拌部の動翼の回転により形成される動翼の回転軸を中心とする同心円状の空気の渦流が、被冷却体の表面に沿って流れて、被冷却体を冷却し、そして、分離部により動翼の回転方向から逸らされて、分離部に沿った流れとなって空気排出口に排出される。
【０００９】
このように、上記動翼により生じた渦流は、動翼の回転軸に対して垂直な方向の流れとなり、被冷却体に沿った流れとなるので、被冷却体に空気が垂直にぶつかることがない。
【００１０】
したがって、空気と被冷却体との衝突が少なく、騒音を低減することができる。
【００１１】
また、上記渦流は、被冷却体に沿った流れであって、被冷却体と垂直に衝突することがないから、被冷却体が流れの方向を変えることが少なくて、圧力損失が少なく、動力ロスが少ない。
【００１２】
また、上記攪拌部は、被冷却体に沿って流れる渦流を生成して、空気流入口および空気排出口が攪拌部の外周部の近傍にあるので、この冷却装置の回転軸方向の厚さを薄くすることができる。
【００１３】
また、上記攪拌部の動翼の回転により、動翼の回転軸を中心とする同心円状の渦流を生成しているので、攪拌部に塵埃や小型の昆虫等の異物が流入しても動翼に付着しにくく、動翼の動バランスの悪化を防止できて、信頼性を高くすることができる。
【００１４】
また、一実施形態の冷却装置では、
上記攪拌部の回転軸の方向の他方の第２面に面するケーシングを備え、このケーシング内に上記攪拌部と上記被冷却体とが格納されている。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記ケーシングにより上記攪拌部の第２面を覆って露出しないようにできるので、安全を確保でき、かつ、攪拌部の内部に侵入する塵埃や異物の量を低減することができる。
【００１６】
また、一実施形態の冷却装置では、
上記分離部を２つまたは３つ有する。
【００１７】
上記実施形態によれば、分離部を２つまたは３つ有するので、略半円弧あるいは１／３円弧状の渦流を形成できるので、被冷却体の熱交換がより促進され、被冷却体をより高効率で冷却することができる。
【００１８】
もし、分離部が１つだけであると、略一円周分の渦流になり、空気流入口から略一円周分回ってから空気排出口から排出されるので、温まった空気が被冷却体の表面に沿って流れて、分離部が２つまたは３つの場合と比べて冷却効率が悪くなるのである。
【００１９】
尤も、分離部が１つであっても使用は可能である。
【００２０】
また、一実施形態の冷却装置では、
上記攪拌部は、回転円板部を備え、この回転円板部に上記動翼が固定されている。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記攪拌部が回転円板部を備え、この回転円板部に動翼が固定されているので、この回転円板部がケーシングの役目もして、動翼と回転円板部との間に隙間をなくすることができ、送風効率を向上できる。
【００２２】
また、一実施形態の冷却装置では、
上記攪拌部の上記動翼が、上記攪拌部の中心から径方向に放射状に延びている。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記攪拌部の上記動翼が、上記攪拌部の中心から径方向に放射状に延びているので、動翼が大きな遠心力を支持することができ、動翼を軽量化して攪拌部の回転負荷を低減することができる。
【００２４】
また、一実施形態の冷却装置では、
上記動翼の回転方向の前面が凹面である。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記動翼の回転方向の前面が凹面であるので、大量の空気を搬送して攪拌部の渦流を生成する能力を高めることができ、冷却装置の冷却能力を向上することができる。
【００２６】
尤も、上記動翼の回転方向の前面が凸面であっても使用可能である。
【００２７】
また、この発明の冷却装置では、
複数の回転する動翼を有して、回転軸を中心とする同心円状の渦流を生成する攪拌部と、
上記攪拌部の上記回転軸の方向の一方の第１面に面する被冷却体と、
上記攪拌部に、その攪拌部の外周部の近傍から空気を流入させる空気流入口と、
上記攪拌部の外周部の近傍からの空気を排出する空気排出口と、
上記攪拌部の上記動翼の回転により形成される空気の上記攪拌部の周方向の渦流を上記攪拌部から分離する分離部と
を備え、
上記空気流入口から流入した空気が、上記攪拌部の中心を通らないで、上記渦流となって、上記攪拌部の周方向に流れて、上記空気排出口から流出すると共に、
上記空気排出口から排出されるべき空気、または、上記空気排出口から排出された空気にイオンを放出するイオン発生部を備える。
【００２８】
上記構成によれば、上記イオン発生器から放出されるイオンによって空気浄化をすることができる。このイオン発生器は、負イオンのみ、陽イオンのみ、あるいは正負のイオンを発生するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上より明らかなように、この発明によれば、圧力損失が少なく、騒音が小さく、塵埃や昆虫等の異物が付着しにくく、かつ、厚さの薄い冷却装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、この発明の一実施形態の冷却装置を備える照明装置の斜視図である。
【図２】図２は、上記冷却装置を備える照明装置の底面図である。
【図３】図３は、上記冷却装置を備える照明装置を示す図２のＥ−Ｅ線から見た縦断面図である。
【図４】図４は、上記冷却装置を備える照明装置を示す図２のＢ−Ｂ線から見た縦断面図である。
【図５】図５は、上記冷却装置を備える照明装置を示す図４のＤ−Ｄ線から見た横断面図である。
【図６】図６は、上記冷却装置を備える照明装置を示す図４のＣ−Ｃ線から見た横断面図である。
【図７】図７は、上記冷却装置の攪拌部で発生する渦流を示す平面の模式図である。
【図８】図８は、上記冷却装置の攪拌部に分離部を２つ設けた状態を示す平面の模式図である。
【図９】図９は、上記冷却装置を備える照明装置の空気の流れを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、分離部を２つ有する上記冷却装置に塵埃等が流入した状態を示す平面の模式図である。
【図１１】図１１は、分離部を２つ有する上記冷却装置に塵埃等が流出した状態を示す平面の模式図である。
【図１２】図１２は、上記冷却装置の攪拌部に分離部を１つ設けた状態を示す平面の模式図である。
【図１３】図１３は、５枚の動翼を有する攪拌部の斜視図を示す。
【図１４】図１４は、３枚の動翼を有する攪拌部の斜視図を示す。
【図１５】図１５は、２枚の動翼を有する攪拌部の斜視図を示す。
【図１６】図１６は、動翼が時計回りに湾曲した攪拌部の平面図を示す。
【図１７】図１７は、動翼が反時計回りに湾曲した攪拌部の平面図を示す。
【図１８】図１８は、軸流ファンの側面図を示す。
【図１９】図１９は、軸流ファンの平面図を示す。
【図２０】図２０は、遠心ファンの平面図を示す。
【図２１】図２１は、クロスフローファンの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、この発明の冷却装置を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００３２】
この実施形態の冷却装置は、図１に示すように、本体１と光拡散カバー２とを備える照明装置に設けている。
【００３３】
上記本体１は、底部が開口していて、中央部から開口部側に向かって漸次広がり、指数曲線や双曲線等の凹曲線を回転して生成できる回転凹曲面の外周面を有する。また、上記本体１の開口側は、円筒形状で内側が段部になっていて、この段部に光拡散カバー２を嵌め込んで固定している。
【００３４】
上記光拡散カバー２は、図２に示すように、半透明の平面視円板形状で、導風口２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈを有する。この導風口２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈは、光拡散カバー３の外周に沿って湾曲した円弧状で、大小２つの種類を有している。なお、上記光拡散カバー３は、透明であってもよい。
【００３５】
図３に示すように、上記光拡散カバー２の内側には、基板１５を配置していて、この基板１５の表面に光源部３を設けている。上記光源部３は、図５に示すように、４つの発光部７，７，７，７を円周上に等間隔に設けていて、この発光部７，７，７，７の各々は、それぞれ整列された６個のＬＥＤ（発光ダイオード）１４からなっている。
【００３６】
図３に示すように、上記基板１５の裏面には、被冷却体の一例であるヒートシンク１３を固定している。このヒートシンク１３は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等から形成している。このヒートシンク１３によって、ＬＥＤ１４や基板１５に搭載された電子部品（図示せず）から発生する熱を放出して、ＬＥＤ１４や電子部品の温度を下げて、それらの寿命を長くすることができる。
【００３７】
また、上記基板１５の裏面には、攪拌部１０とケーシング１１と分離部１６（図４を参照）とを設けている。上記攪拌部１０、ケーシング１１、分離部１６およびヒートシンク１３は、冷却装置６の一実施形態を構成する。
【００３８】
上記攪拌部１０は、ヒートシンク１３のフィンに面する側に設けている。この攪拌部１０は、回転円板部１７に動翼１２を固定してなる。上記回転円板部１７の回転軸１９の一方側、すなわち第１面は、ヒートシンク１３のフィンに面している。
【００３９】
上記動翼１２は、図６に示すように、平板形状で、上記回転円板部１７の回転軸１９から径方向に放射状に、回転円板部１７に対し垂直に固定している。本実施形態の攪拌部１０には、９枚の動翼１２の一端を回転円板部１７に密着させて取り付けている。
【００４０】
上記動翼１２の一端が回転円板部１７に密着しているので、この回転円板部１７がケーシング１１の役目もして、動翼１２と回転円板部１７との間に隙間をなくすことができ、送風効率を向上できる。
【００４１】
また、上記動翼１２が攪拌部１０の中心から径方向に放射状に延びているので、動翼１２が大きな遠心力を支持することができ、動翼１２を軽量化して攪拌部１０の回転負荷を低減することができる。
【００４２】
上記攪拌部１０の回転軸１９は、駆動部５に設けたモータにより回転する。この駆動部５のモータは、インナーロータのタイプであっても、アウターロータのタイプであってもよい。また、駆動部５の上側には、駆動部５を作動させるための電源部４を設けている。
【００４３】
また、図６に示すように、上記攪拌部１０の外周囲の１８０度の位相、つまり対向する位置に分離部１６，１６を設けている。この分離部１６，１６は、攪拌部１０の動翼１２の径方向外側に設けていて、図４，６に示すように、ケーシング１１に固定している。
【００４４】
図３に示すように、上記ケーシング１１は、略円錐台形状で、攪拌部１０の回転円板部１７側の面と攪拌部１０の周方向の外周側を覆っている。このケーシング１１により攪拌部１０の回転円板部１７側の面を覆って露出しないようにできるので、安全を確保でき、かつ、攪拌部１０の内部に流入する塵埃や異物の量を低減することができる。
【００４５】
上記ケーシング１１の天井部３１は、攪拌部１０の回転円板部１７の直径よりもやや大きく、攪拌部１０の回転の妨げにならないように形成している。また、上記ケーシング１１の天井部３１の外周端部は、ケーシング１１の湾曲部３２に繋がっていて、このケーシング１１の湾曲部３２は、本体１の形状に沿ってケーシング１１の底部３３に繋がっている。
【００４６】
上記ケーシング１１の底部３３は、図３に示すように、中央部が一部円形状に開口していて、この開口部に図５に示す円板形状の基板１５を取り付けている。また、上記ケーシング１１の底部３３には、冷却装置６内部に空気を流入させる図５に示す空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、冷却装置６外部に空気を流出させる空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設けている。この空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、上記光拡散カバー２に設けている図２に示す導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと同じ大きさの円弧形状で、大小２つの種類がある。
【００４７】
また、図２に示すように、上記導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの断面形状は、ケーシング１１側面の形状に沿って傾斜している。このように、導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの断面形状を傾斜させることで、導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄからケーシング１１内部に流入する空気と、ケーシング１１外部に排出される空気の圧力損失を低減することができる。なお、光拡散カバー２に設けている導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、ケーシング１１に設けている空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの形状、設置個数等は同じにするのが好ましいが、必ずしも必要ではなく、設計に応じてそれぞれ変更可能であることは勿論である。
【００４８】
また、図２に示す上記導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、図５に示す空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの径方向の幅ｈが、図３に示す攪拌部１０の動翼１２とヒートシンク１３との間の距離ＣＶ２と略同じであるようにしている。上記導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈと、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの径方向の幅ｈと、攪拌部１０の動翼１２とヒートシンク１３との間の距離ＣＶ２とが略同じ大きさであるので、空気の流路面積の変化を最小にして、流動損失を少なくして効率を向上できる。
【００４９】
図６に示すように、上記ケーシング１１の底部３３の外周部には、２つの切欠１８，１８を対向する位置に設けている。この切欠１８，１８は、ＬＥＤに接続された電気配線をケーシング１１の外部に通すために用いられる。また、上記切欠１８，１８からも空気の流出入が可能なため、冷却装置の効率を高めることができる。
【００５０】
上記構成の照明装置を動作させると、基板１５に搭載したＬＥＤ１４や電子部品から熱が発生する。このＬＥＤ１４や電子部品から発生した熱は、基板１５を介してヒートシンク１３に伝わる。
【００５１】
一方、上記冷却装置６の駆動部５へ電源部４から電力供給がされ、駆動部５が攪拌部１０を回転させる。そうすると、図７に示すように、ケーシング１１内部に攪拌部１０の回転軸１９を中心とする同心円状の空気の渦流が発生する。なお、動翼１２は、図６に示すように、実際は９枚であるが、図７は、説明の便宜上、分かりやすく４枚にしている。
【００５２】
そして、図８に示すように、上記攪拌部１０の動翼１２の回転により形成される動翼１２の回転軸１９を中心とする同心円状の空気の渦流が、分離部１６，１６により動翼１２の回転方向から逸らされて、分離部１６，１６に沿った流れとなる。そのため、ケーシング１１内部には、流れる方向の異なる空気の流れが２方向に形成される。
【００５３】
このケーシング１１内部に形成された２方向の空気の流れによって、図９に示すように、攪拌部１０の外周部の近傍、かつ、ケーシング１１の外部にある空気が、光拡散部２の導風部２１ｃ，２１ｄ，２１ｇ，２１ｈを介して、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄからケーシング１１内部に流入する。この流入した空気は、基板１５およびヒートシンク１３に沿って流れ、分離部１６、１６に案内されて空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに向かい、光拡散部２の導風部２１ａ，２１ｂ，２１ｅ，２１ｆを介して、空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄからケーシング１１外部に排出される。
【００５４】
なお、この明細書では、攪拌部１０の外周部の近傍とは、動翼１２の回転軸１９の中心から動翼１２の半径方向先端迄の長さの半分よりも外側の領域で、かつ、動翼１２の外周端部から動翼１２の半径方向の上記長さの半分よりも内側の領域をいう。
【００５５】
このように、上記攪拌部１０の動翼１２の回転により形成される動翼１２の回転軸１９を中心とする同心円状の空気の渦流が、基板１５およびヒートシンク１３の表面に沿って流れて、基板１５およびヒートシンク１３を冷却し、そして、分離部１６により動翼１２の回転方向から逸らされて、分離部１６に沿った流れとなって、空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄからケーシング１１の外部に排出される。
【００５６】
上記動翼１２により生じた渦流は、動翼１２の回転軸１９に対して垂直な方向の流れとなり、基板１５およびヒートシンク１３に沿った流れとなるので、基板１５およびヒートシンク１３に空気が垂直にぶつかることがない。
【００５７】
したがって、空気と基板１５およびヒートシンク１３との衝突が少なく、騒音を低減することができ、また、上記渦流は、基板１５およびヒートシンク１３に沿った流れであって、基板１５およびヒートシンク１３と垂直に衝突することがないから、基板１５およびヒートシンク１３が流れの方向を変えることが少なくて、圧力損失が少なく、動力ロスが少ない。
【００５８】
また、上記攪拌部１０は、基板１５およびヒートシンク１３に沿って流れる渦流を生成して、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄおよび空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが攪拌部１０の外周部の近傍にあるので、この冷却装置６の回転軸１９方向の厚さを薄くすることができる。
【００５９】
さらに、上記冷却装置６により形成される空気の渦流が、塵埃等が基板１５やヒートシンク１３に付着するのを防止するので、基板１５やヒートシンク１３と空気との間の熱交換効率の低下を防ぐことができる。
【００６０】
この渦流を生じる攪拌部１０と軸流ファン６１、遠心ファン５１およびクロスフローファン７１とを比較すると次のようになる。
【００６１】
軸流ファン６１を用いた冷却装置の送風機において、塵埃や異物６３等が冷却装置のケーシング内に流入した場合、図１８，図１９に示すように、流入した塵埃等は、まず、外部から流入した空気が最初に動翼６４に接触する動翼６４の端部（澱み点）に付着する。そして、動翼６４の回転により発生する流体力と遠心力との方向が同じときに、塵埃等６３は上記流体力および遠心力により動翼６４に強く押し付けられることで動翼６４の前縁部６２に固定され、動翼６４間を塞ぐように蓄積してしまう。
【００６２】
また、冷却装置の送風機に遠心ファン５１を用いた場合、図２０に示すように、遠心ファン５１の軸方向から流入した空気が径方向に向かって噴出されるため、動翼５５の内側端部５２に塵埃が押し付けられる。遠心ファン５１の動翼５５は、動翼５５が厚く澱み点が大きいため、動翼５５に付着した塵埃に遠心ファン５１の外側に向かう強い流体力（セルフクリーニング作用）がほとんど働かず、遠心ファン５１の動翼５５の内側端部５２の近傍領域５３にまで塵埃が蓄積してしまう。また、比較的大きな異物（鳥の羽根等）が流入した場合や、塵埃の蓄積等により動翼５５の翼間が狭くなっている場合等に、異物５４が動翼５５の翼間に詰まる形で蓄積してしまう。
【００６３】
また、冷却装置の送風機にクロスフローファン７１を用いた場合、図２１に示すように、クロスフローファン７１の外側の一部から流入した空気が、クロスフローファン７１の中心を含む内部を通って、反対側の外周の一部に向かって噴出される。このとき、動翼７５の外側端部７３に付着した塵埃は、クロスフローファン７１の回転による遠心力と、空気の流れによる流体力によりセルフクリーニング作用が働く。しかし、クロスフローファン７１の内部に流入した塵埃は、動翼７５の内側端部７２に押し付けられて蓄積してしまう。また、クロスフローファン７１は、動翼７５の枚数が多く、動翼７５の翼間が狭いため、小型の虫等の異物７４が、動翼７５の外側端部７３から、動翼７５の翼間に詰まる形で蓄積してしまう。
【００６４】
これに対して、本実施形態の冷却装置６は、図１０，１１に示すように、分離部１６により渦流が分離される部分において、動翼１２の回転による遠心力の方向と空気の分離方向とがほぼ一致するため、動翼１２に付着した塵埃８１等に攪拌部の外側に向かう強い流体力（セルフクリーニング作用）が働く。また、動翼１２の翼間においては、塵埃８１等と動翼１２との相対速度が小さいため、塵埃８１等を動翼１２に押し付ける圧力が小さい。そのため、例えば小さい昆虫や鳥の羽根等、比較的大きい異物８２が空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄからケーシング１１内部に流入しても、上記セルフクリーニング作用により動翼１２の翼間に詰まることがなく、空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから攪拌部１０の外部に排出される。
【００６５】
このように、上記攪拌部１０の動翼１２の回転により形成される動翼１２の回転軸１９を中心とする同心円状の空気の渦流を生成しているので、攪拌部１０に塵埃や小型の昆虫等の異物が流入しても動翼１２に付着しにくく、容易く排出できるので、動翼１２の動バランスの悪化を防止でき、かつ、信頼性を高くすることができる。
【００６６】
特に、照明装置においては、その内部に小さな昆虫が侵入することが大きな解決すべき問題であるが、本照明装置では、昆虫の侵入という問題が解決される。
【００６７】
上記冷却装置６は、圧力損失および動力ロスが少なく、高い信頼性を備えるので、ＬＥＤ１４を用いた照明装置にこの冷却装置６を用いることで、冷却装置６の定期交換等のメンテナンスを最小限にすることができる。すなわち、電球，蛍光灯，放電灯等の従来の光源よりも大幅に寿命が延びたＬＥＤ１４の長所を最大限生かすことができる。
【００６８】
また、上記空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄのサイズを小さくしたり、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにフィルタを取り付けたりすると、空気の流入抵抗が増加してしまい、冷却装置６の冷却能力が低下してしまう。しかし、上記冷却装置６は、塵埃や異物等が冷却装置６内部に侵入しても容易に排出できるため、塵埃や異物等が冷却装置６内部に進入することを防ぐために、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄのサイズを小さくしたり、空気流入口２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにフィルタを取り付けたりする必要がない。
【００６９】
上記冷却装置６において、図３に示すケーシング１１の天井部３１と回転円板部１７との間の距離ＣＶ１は、２〜５ｍｍであることが好ましい。ケーシング１１の天井部３１と回転円板部１７との間の距離ＣＶ１を２〜５ｍｍにすることで、冷却装置６の全高を抑えることができる。なお、本実施形態では、ＣＶ１＝２ｍｍにしている。
【００７０】
また、図６に示す動翼１２の外周端部とケーシング１１の内径との距離ＣＲ１は、５〜２０ｍｍであるのが好ましい。動翼１２の外周端部とケーシング１１の内径との距離ＣＲ１を５〜２０ｍｍにすることで、冷却装置６のケーシング１１内部に形成された２方向の空気の流れをロスなく効率よく流すことができる。なお、本実施形態では、ＣＲ１＝５ｍｍにしている。
【００７１】
また、図６に示す分離部１６と動翼１２の外周端部との間の距離ＣＲ２は、２〜１０ｍｍであるのが好ましい。分離部１６と動翼１２の外周端部との間の距離ＣＲ２を２〜１０ｍｍにすることで、攪拌部１０の回転に支障がないように空気の渦流の周方の一部をロスなく分離して、効率よく分離部１６の一面に沿って案内することができる。なお、本実施形態では、ＣＲ２＝２ｍｍにしている。
【００７２】
また、図３に示すケーシング１１の湾曲部３２の曲率半径Ｒと攪拌部１０の動翼１２の高さＨとが、Ｒ≧Ｈの関係を満たしているのが好ましい。ケーシング１１の湾曲部３２の曲率半径Ｒが動翼１２の高さＨに等しいか、動翼１２の高さＨよりも大きくすることで、ケーシング１１内部に流入する空気と、ケーシング１１外部に排出される空気の圧力損失を低減することができる。
【００７３】
上記冷却装置６では、ケーシング１１の内部に分離部１６を２つ設けているが、これに限られず、分離部１６を１つだけ設けてもいいし、３つ以上設けてもよい。例えば、分離部１６を３つ設ける場合には、１／３円弧状の空気の渦流を形成できるので、基板１５およびヒートシンク１３の熱交換がより促進され、基板１５およびヒートシンク１３をさらに高効率で冷却することができる。
【００７４】
また、上記分離部１６が１つだけの場合、図１２に示すように、略一円周分の渦流になり、空気流入口２３から略一円周分回ってから空気排出口２４から排出されるので、温まった空気が基板１５およびヒートシンク１３の表面に沿って流れて、分離部１６が２つまたは３つの場合と比べて冷却効率が悪くなるが、分離部１６が１つであっても使用可能である。
【００７５】
また、上記照明装置では、図４，図６に示すように、分離部１６を攪拌部１０の動翼１２よりも径方向の外側に位置するように設けているが、これに限られず、例えば、分離部１６を攪拌部１０の動翼１２よりも径方向の内側に位置するように設けてもよい。この場合、分離部１６は、攪拌部１０の回転の妨げとならないように、基盤１５と動翼１２との間の空間に設ける。分離部１６を攪拌部１０の動翼１２よりも径方向の内側に位置するように設けることで、ケーシング１１の径方向の長さを攪拌部１０の径方向の長さと略同じにすることができ、冷却装置６を小型化することができる。
【００７６】
なお、分離部１６を攪拌部１０の動翼１２よりも径方向の内側に位置するように設ける場合に、ヒートシンク１３が分離部１６を兼ねるようにしてもよい。ヒートシンク１３が分離部１６を兼ねることで、部品数を減らして、製造コストを低減することができる。
【００７７】
また、上記冷却装置６では、図６に示すように、攪拌部１０の動翼１２を９枚有しているが、これに限られず、図７，８に示す４枚の動翼１２を有してもよいし、図１３に示す５枚の動翼１２を有してもいいし、図１４に示す３枚の動翼１２を有してもいいし、図１５に示す２枚の動翼１２を有してもよい。
【００７８】
なお、上記基板１５に搭載されたＬＥＤ１４群、すなわち発光部７の数をＮＨとしたとき、１／２×ＮＨまたは２×ＮＨを満たす数に最も近い素数を上記攪拌部１０の動翼１２の枚数とするのがより好ましい。これは、発光部７の位相が同調することに起因する騒音を防ぐためである。本実施形態では、発光部７は４つなので、動翼１２を２枚または３枚または７枚取り付けた攪拌部１０を設けるのがより好ましい。
【００７９】
また、上記冷却装置６では、平板形状の動翼１２を回転円板１７に対し垂直に固定しているが、これに限られず、たとえば、図１６，図１７に示すように、動翼１０１，１０２の形状を湾曲させてもよい。
【００８０】
図１６に示すように、上記動翼１０１の回転方向の前面を凹面にすると、大量の空気を搬送して攪拌部１０の渦流を生成する能力を高めることができるので、攪拌部１０の送風効率が高まり、冷却装置６の冷却能力を向上することができる。尤も、図１７に示すように、動翼１０２の回転方向の前面が凸面であっても使用可能である。
【００８１】
なお、上記動翼１２，１０１，１０２の厚さは、できる限り薄く形成するのが好ましい。動翼１２，１０１，１０２を薄くすることで、動翼１２，１０１，１０２の外側端部（澱み点）に塵埃等が蓄積するのを低減することができる。
【００８２】
上記冷却装置６では、分離部１６、１６を対向する位置に設けているが、これに限られず、例えば、１／３円弧状あるいは１／４円弧状の空気の渦流を形成するように分離部１６，１６を配置してもよい。また、２／３円弧状と１／３円弧状の渦流の両方が同時に形成するようにしてもよい。
【００８３】
上記実施形態においては、ヒートシンク１３を用いているが、ヒートシンク１３を用いなくて、基板１５に直接沿うよう、攪拌部１０が渦流を流すようにしてもよい。このとき、基板１５そのものが被冷却体となる。
【００８４】
また、例えば、サーモスタット等を用いて、ケーシング１１内部の温度が一定以上になるまで上記冷却装置６を作動させないようにしてもよい。そうすると、冷却装置６を常時作動させるよりも消費電力を低減することができる。
【００８５】
上記ＬＥＤ１４の代わりに、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）を用いてもよい。
【００８６】
上記実施形態においては、放熱促進部としてヒートシンク１３を用いているが、ヒートシンク１３を用いなくて、基板１５に直接沿うよう、攪拌部１０が渦流を流すようにしてもよい。
【００８７】
上記冷却装置６に、図示しないイオン発生器を設けてもよい。このイオン発生器は、プラズマクラスター（登録商標第４５８２０２３号）であり（特許第３６８０１２１号）、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）である正イオンと、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）である負イオンとを放出している。これらのイオン（プラズマクラスターイオンという）は、空気中の浮遊細菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ２Ｏ２または・ＯＨ（水酸基ラジカル）を生成する。Ｈ２Ｏ２または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、空気中の浮遊細菌であるカビや雑菌を取り囲んで不活化、除去することができる。
【００８８】
上記イオン発生器をケーシング１１と、ヒートシンク１３および基板１５との間に設けると、イオン発生器から放出されるプラズマクラスターイオンによって空気を浄化することができる。
【００８９】
尤も、上記イオン発生器は、プラズマクラスターイオン発生器に限らず、例えば、高電圧を使用する通常の負イオンまたは陽イオンまたは正負のイオンを発生するイオン発生器を用いてもよい。
【００９０】
また、上記イオン発生器の設置箇所は、上記空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから排出されるべき空気、または、上記空気排出口２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから排出された空気にイオンを放出するものならばどこであってもよい。
【００９１】
上記冷却装置６は、薄くてコンパクトであるため、照明装置に限られず、例えば、加熱調理器や映像機器、半導体装置等に用いることができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  本体
２  光拡散カバー
３  光源部
４  電源部
５  駆動部
６  冷却装置
７  発光面
１０  攪拌部
１１  ケーシング
１２，１０１，１０２  動翼
１３  ヒートシンク
１４  発光ダイオード
１５  基板
１６  分離部
１７  回転円板部
１８  切欠
１９  回転軸
２１ａ,２１ｂ,２１ｃ,２１ｄ,２１e,２１ｆ,２１ｇ,２１ｈ  導風部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  空気流入口
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  空気排出口
３１  ケーシング天井部
３２  ケーシング湾曲部
３３  ケーシング底部
【図１】
0005213999.tif 000002
【図２】
0005213999.tif 000003
【図３】
0005213999.tif 000004
【図４】
0005213999.tif 000005
【図５】
0005213999.tif 000006
【図６】
0005213999.tif 000007
【図７】
0005213999.tif 000008
【図８】
0005213999.tif 000009
【図９】
0005213999.tif 000010
【図１０】
0005213999.tif 000011
【図１１】
0005213999.tif 000012
【図１２】
0005213999.tif 000013
【図１３】
0005213999.tif 000014
【図１４】
0005213999.tif 000015
【図１５】
0005213999.tif 000016
【図１６】
0005213999.tif 000017
【図１７】
0005213999.tif 000018
【図１８】
0005213999.tif 000019
【図１９】
0005213999.tif 000020
【図２０】
0005213999.tif 000021
【図２１】
0005213999.tif 000022